低温甲烷氧化偶联制乙烯baco,3la,2o,3催化剂的研究

《低温甲烷氧化偶联制乙烯baco,3la,2o,3催化剂的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、北京化工大学硕士学位论文低温甲烷氧化偶联制乙烯BaCO<,3>/La<,2>O<,3>催化剂的研究姓名：丁大为申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：季生福20080601摘要低温甲烷氧化偶联制乙烯催化剂BaC03几a203催化剂的研究甲烷氧化偶联(OCM)是天然气直接催化转化制取低碳烃的有效途径之一，但常规的甲烷氧化偶联催化剂大多在高温才能进行。由于OCM反应是一个强放热反应，同时反应中发生的甲烷深度氧化生成COx的反应也是强放热反应，因此在加热炉控制温度较低的条件下进行甲烷氧化偶联制低碳烃的反应，这样就

2、可以大大减少甲烷氧化偶联反应的能耗，在工业应用中有很好的应用前景。本文以BaC03和不同的镧化合物作为催化剂组分，分别采用干混法和湿混法制备了BaC03质量含量为2．5％．15％的BaC03／La203催化剂，在微型固定床反应器上评价了催化剂的甲烷氧化偶联反应性能，考察了催化剂的制备方法、催化剂组成、催化反应条件对催化剂性能的影响，以及催化剂床层中的热点效应以及低温稳定性，比较了其它MxCO牡a203催化剂的低温OCM活性结果。同时采用XIm和TPR等分析手段对BaC03／La203催化剂的结构和性能进行了表

3、征。结果表明：较低的炉温条件下，湿混法制备的催化剂的催化活性高于干混法，而纯La203为镧源制各的催化剂活性高于La(N03)3为镧源的催化剂催化活性。在空速36000m1．g～．h一，烷氧比为2和炉温300℃条件下，湿混法La203源制备的10％BaC03／La203催化剂综合性能最好，甲烷转化率与C2选择性分别达到37．4％和39．3％左右，C2的收率达到了14．7％。炉温150℃时，该催化剂反应230h催化剂的活性保持平稳，230h后催化剂l北京化工大学硕上学位论文的活性开始下降。300℃的炉温下对不同

4、1O％BaC03／La203的催化剂进行床层温度进行测定，结果发现最高温度点比炉温高出近400℃。Xlm结果发现，所有催化剂都存在La203物相，干混法制备的催化剂存在明显的BaC03的衍射峰，而湿混法La203源制备的催化剂中存在少量的La(OH)3相，同时反应后的XRD谱图显示出现了La202C03的衍射峰；TPR结果表明在相同的制备方法中La203源制备的催化剂比硝酸镧源制备的催化剂中的还原温度更高，湿混法La203源制备lO％BaC03／La203催化剂的BaC03还原温度最高。关键词：低温，甲烷氧化

5、偶联，乙烯，BaC03／La203催化剂nABSTRACTSTUDYoNLoWTEMPERATUREoⅪDATIVECoUPLINGoFMETHANEToETHYLENEoVERBaC03／La203CATALYSTSOxidatiVecouplingofmethaneisoneofefrectiVepathsfordireCtconVersionofn咖ralg弱toolefin，butmostofoXidatiVecouplingofmeth觚ecouldOnlytakeplaCeatahightempe

6、ml胁．eoVerthecatalysts．OxidatiVecouplingOfmethalleisapow曲1themaleXplosionreaction，a11ddeepoxidationofmethanetoCOxisalsoapower允lthemalexplosion删ion．IfoxidatiVecouplingofmethaIletakeplaceata10wtempemtureovermecatalysts，itcouldreducethereactionene玛yloss．Therefo

7、re，ith弱a陀markableprospectforlowtemperamreoxidatiVeoouplingofmethalle．As嘶esof2．5叭％-l5、Ⅳt％BaC03／I赴03catalystswimdi伺Ferentl觚thaIlumcompoundwerepr印aredbyd巧aIldwetmixingmethod．Thecatal”icactiVityfortheoxidatiVecouplingofmethane(OCM)waSevaluatedinafixed_bedmicro-

8、reactor．E虢ctofpreparationmethodsOfcatalysts，catalystscomponentsandcatalyticreactionconditionsontheperfomanceofcatalystshadbeeninvestigated．Tllethemale仃ectofcatalystbedandstabili够0fBaC03／La203catalystwe